激光干涉仪是以稳频氦氖激光波长为已知长度，利用迈克耳逊干涉系统测量位移的工具。近年来，激光干涉仪一直作为精密测量工具为精密加工机和工件台进行定位校准工作。本文介绍了一种基于单频激光干涉仪的精密工件台测量定位系统。本定位系统采用单频激光干涉仪作为精密测量工具，采用高档8位单片机作为数据处理微控单元，并基于VC＋＋语言编写相关控制软件。实际应用证明本系统定位速度快，精度高，理论上最小分辨率为58．6pm。

应用光衍射理论分析了一种纳米级位移分辨率的双级衍射光栅测量系统,建立了衍射莫尔信号与对应位移的数学模型,并通过计算机仿真对莫尔信号的位移特性进行了研究.在此基础上构建了一套精密位移测量与控制装置,取差动零次激光莫尔信号为控制信号,由微机控制实现高精度位移检测及全自动精密定位.实验结果表明,基于激光莫尔信号的精密检测与控制装置可获得得5nm的位移分辨率及±0.4μm的定位精度.

设计了一种基于压电陶瓷驱动的整体式柔顺精密定位平台．建立了柔性铰链的刚度矩阵，给出了平台的理论分析模型；利用模糊自整定PID控制算法对压电陶瓷驱动器进行了闭环控制，提高了驱动器的输出位移精度；提出了一种实验修正方法，提高了平台的定位精度．实验结果表明，平台具有亚微米级的定位精度以及良好的动态特性．

提出了基于压电技术的微操作系统的自动标定方法，采用混合式步进电机直接驱动的宏动平台，实现系统大行程宏动定位，安装在宏动平台上的压电陶瓷驱动的微动平台和精密光栅，实现亚微米级的分辨率和定位精度，通过以上两部分实现定位机构的全闭环反馈控制，采用显微视觉反馈获取微动台操作器在图像中的位置信息进行标定。实验结果表明：系统的动态和稳定性能良好，自动标定运算速度快，运行速度达到11 frame／s，实现了对系统的精确标定，标定精度达到0．1μm。

温度变化对于大行程、高精度精密定位平台的精度有较大的影响，为此，提出了一种基于定位工作台热膨胀模型的实时温度补偿方法．试验结果表明，该补偿方法可将因温度影响而产生的工作台漂移均方根值降低80％以上，并且方法简单可靠，易实现实时补偿，能有效提高定位工作台的实际精度．

##a## 自从激光器问世以来，特别是近几年德频激光器付之实用后，干涉精密测量取得了重大的进展。目前，激光干涉系统已广泛应用于长度、角度、直线度、平行度、平面度、两轴正交性、光洁度等几何量的精密测量，机械加工中工件尺寸的控制和切削参数的测量，精密机床、坐标测量机的校正，集成电路制作中的精密定位，以及振动、速度、加速度、重力、压力、材料线膨胀系数等物理量的精密测定。本文叙述几种新的高精度激光长度测量干涉仪，这些干涉系统当然也可以应用于其它精密测量领域。

高精度定位平台通常以激光干涉仪为测量基准。根据测量原理，激光干涉仪的测量误差应为定位平台误差的1／3～1／2，这样才能保证测量结果的可信性。为此，对影响激光干涉仪测量精度的诸多因素作了分析，并在分析的基础上进行误差计算。计算结果表明，激光干涉测量系统的综合误差为12．3nm，满足定位平台的精度要求，二者在精度上能很好匹配。

针对常用的直圆柔性铰链进行力学分析,与迄令一直沿用由J.M.PAROS给出的柔性铰链绕z轴的转动刚度(柔度)计算公式相比,提出了更为简洁、精确的转动刚度计算公式,使其有利于柔性铰链的设计和分析。对直圆柔性铰链所能承受的最大力矩和最大角位移进行了分析,给出了它们在不考虑应力集中影响下的计算公式。讨论了直圆柔性铰链各个参数对其性能的影响。为柔性铰链在精密定位系统中的应用提供了一定的理论基础。

设计了一种能在单一平面内实现平面X、Y和转角θ方向调整和定位的平面三维精密定位平台,该平面三维精密定位平台采用伺服电机作为驱动源,四套十字交叉导轨作为关键执行机构的结构形式,在研究了其在平面内运动的数学模型和运动轨迹基础上,设计了利用组态网开发的PC控制系统,实现了平面三维精密定位平台姿态的实时检测和快速精确定位。

为实现定位系统在大行程中高精度定位，设计了一种宏微双级驱动精密定位平台。采用金属波纹管直接驱动宏动平台，实现了系统大行程进给。安装在宏动平台上的音圈电机驱动微动平台，补偿宏动平台产生的误差并实现系统的高精度定位。采用双光栅检测方案，增量式光栅反馈宏动平台的位置信号，绝对式高精度光栅反馈微动平台的位置信号，实现二级精密驱动定位系统的全闭环控制设计。分别对宏动平台和微动平台建立数学模型，提出宏动平台带前馈的PID闭环控制和微动平台的神经网络PID复合控制方案。实验结果表明：该定位系统能满足大行程高精度的定位要求，在50mm的行程中重复定位精度能达到0.6μm。